Bild-Robo

Projektlaufzeit: Oktober 2008 – September 2010

Gesamtziel des Verbundvorhabens “Bildbasiertes Überwachungssystem für die Bewegungssteuerung von Robotern im sicheren Arbeitsprozess mit Menschen – Mensch-Maschine-Kooperation” bestand in der Entwicklung von Komponenten eines Sicherheitssystems für die Überwachung von Arbeitsräumen in denen Menschen und Maschinen interagieren. Der Aktionsraum Mensch-Maschine sollte vollständig und permanent in erster Linie visuell überwacht werden. Vorrausschauend sollten mögliche Gefahrensituationen erkannt und gegebenen falls geeignete Sicherheitsmaßnahmen eingeleitet werden, z. B. die eine Korrektur der Bahnkurve des Roboters (Ausweichbewegung), Verlangsamung des Roboters bis hin zum Not-Halt.

Die Hauptkomponenten des Überwachungssystems gliedern sich in die Bilderfassungssysteme, die den Kooperationsraum (Mensch-Maschine) in 2D bzw. 3D abbilden, in die komplexe Informationsverarbeitung und in das Sicherheitskonzept, das die Klassifikation von Kollisionsszenarien zur Realisierung einer angemessenen Sicherheit beinhaltet.

Partner im Verbundprojekt waren

  • Vision & Control GmbH
  • Fraunhofer Institut für Digitale Medientechnologie
  • CiS Institut für Mikrosensorik GmbH
  • ABS Gesellschaft für Automatisierung, Bildverarbeitung und Software mbH
  • solvimus GmbH
  • AVT GmbH Ilmenau Automatisierungs- und Verfahrenstechnik
  • ICOM Automation GmbH
  • JENTECH engineering GmbH
  • Zentrum für Bild- & Signalverarbeitung e.V.

Gefördert vom Freistaat Thüringen und kofinanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung

3D-Positionserfassung in der Mensch-Maschine-Kooperation

Das Zentrum für Bild- und Signalverarbeitung e. V. bearbeitete im Rahmen des Projektes Bild-Robo innerhalb der Hauptkomponente “komplexe Informationsverarbeitung” den Schwerpunkt der 3D-Positionserfassung von Roboter und Mensch. Diese Aufgabe stellte eine besondere Herausforderung dar. Es galt die relevanten Daten aus den unterschiedlichsten oftmals sehr komplexen Szenarien zuverlässig und in Echtzeit zu extrahieren und zu verarbeiten. Wechselnde Beleuchtungsverhältnisse, Spiegelungen, Schattenwurf, homogene Bildinhalte, ungünstige Farbverteilungen zwischen Hintergrund und Vordergrundobjekten sowie Verdeckungen erschweren die Bildanalyse und erfordern äußerst robuste Algorithmen und kombinierte Methoden.

Ergebnis dieser Arbeit ist das Tool Eye4Save, das eine 3D-Raumüberwachung in Echtzeit ermöglicht.

Eye4Save-Demonstrator im Teilprojekt “Sicherheitsrelevante Gesten für die Mensch-Roboter-Kooperation” des Verbundprojektes “3D-Gesteninteraktion und Fusion von 3D-Bildern” (GestFus) der Allianz 3Dsensation

Veröffentlichungen

Daniel Kapusi, Rainer Jahn, Rico Nestler und Karl-Heinz Franke: Eye4Save – vi­su­elle 3D-Über­wa­chung für die siche­re Mensch-Maschine-Koopera­tion. 17. Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten “3D-NordOst”, GFaI Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. Berlin, S. 123-134, ISBN: 978-3-942709-13-2 .

Daniel Kapusi, Rico Nestler und Karl-Heinz Franke: Farbhistogrammgestützte 3D-Objektverfolgung in einem Mensch-Roboter-Überwachungsszenario. In: Tagungsband 20.Workshop Farbbildverarbeitung. German Color Group, September 2014. ISBN: 978-3-00-047016-5.

Rainer Jahn, Rico Nestler, Karl-Heinz Franke und Dorit Merhof: Color-Codebooks zur Vorder- und Hintergrundsegmentierung. In: Tagungsband 20.Workshop Farbbildverarbeitung. German Color Group, September 2014. ISBN: 978-3-00-047016-5.

Martin Krawetzke: Objektbeschreibungen für die 3D-Szenenanalyse am Beispiel einer kamerabasierten Überwachung von Roboterarbeitsplätzen. Masterarbeit, TU Ilmenau, März 2014. bearbeitet beim ZBS e. V.

Daniel Kapusi, Martin Klewer und Peter Pharow: Mehr Sicherheit für die industrielle Robotik. SPS-Magazin, Seiten 96 – 97, Mai 2013.

Daniel Kapusi, Philipp Prinke, Darko Vehar, Rainer Jahn, Karl-Heinz Franke und Rico Nestler: Simultaneous Geometric and Colorimetric Cameracalibration. In: Tagungsband 16. Workshop Farbbildverarbeitung. German Color Group, Oktober 2010. ISBN: 978-3-00-032504-5.

Daniel Kapusi, Philipp Prinke, Rainer Jahn, Karl-Heinz Franke und Rico Nestler: Geometric and Colorimetric Calibration For Multiview Camera Adjustments. In: IWK – 55th. International Scientific Colloquium. TU Ilmenau, September 2010. ISBN: 978-3-938843-53-6.

Kompetenzschwerpunkt: Erfassung und Analyse von komplexen 3D-Szenen